PL233478B1 - A pair of starter oligonucleotides for detecting, and the method for detecting of the dominant allele of immunity gene to crown rust Pc39 in the plants of common oat (Avena sativa L.) - Google Patents
A pair of starter oligonucleotides for detecting, and the method for detecting of the dominant allele of immunity gene to crown rust Pc39 in the plants of common oat (Avena sativa L.)Info
- Publication number
- PL233478B1 PL233478B1 PL422537A PL42253717A PL233478B1 PL 233478 B1 PL233478 B1 PL 233478B1 PL 422537 A PL422537 A PL 422537A PL 42253717 A PL42253717 A PL 42253717A PL 233478 B1 PL233478 B1 PL 233478B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- pair
- detecting
- gene
- plants
- oat
- Prior art date
Links
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 title claims abstract description 28
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 14
- 108700028369 Alleles Proteins 0.000 title claims abstract description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 9
- 244000075850 Avena orientalis Species 0.000 title description 23
- 235000007319 Avena orientalis Nutrition 0.000 title description 23
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 title description 17
- 108091034117 Oligonucleotide Proteins 0.000 title description 3
- JLCPHMBAVCMARE-UHFFFAOYSA-N [3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[5-(2-amino-6-oxo-1H-purin-9-yl)-3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[5-(2-amino-6-oxo-1H-purin-9-yl)-3-[[5-(2-amino-6-oxo-1H-purin-9-yl)-3-hydroxyoxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxyoxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxyoxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methyl [5-(6-aminopurin-9-yl)-2-(hydroxymethyl)oxolan-3-yl] hydrogen phosphate Polymers Cc1cn(C2CC(OP(O)(=O)OCC3OC(CC3OP(O)(=O)OCC3OC(CC3O)n3cnc4c3nc(N)[nH]c4=O)n3cnc4c3nc(N)[nH]c4=O)C(COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3CO)n3cnc4c(N)ncnc34)n3ccc(N)nc3=O)n3cnc4c(N)ncnc34)n3ccc(N)nc3=O)n3ccc(N)nc3=O)n3ccc(N)nc3=O)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cc(C)c(=O)[nH]c3=O)n3cc(C)c(=O)[nH]c3=O)n3ccc(N)nc3=O)n3cc(C)c(=O)[nH]c3=O)n3cnc4c3nc(N)[nH]c4=O)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)O2)c(=O)[nH]c1=O JLCPHMBAVCMARE-UHFFFAOYSA-N 0.000 title description 3
- 239000007858 starting material Substances 0.000 title description 3
- 230000036039 immunity Effects 0.000 title 1
- 239000003550 marker Substances 0.000 claims abstract description 25
- 239000013615 primer Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000003155 DNA primer Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000012634 fragment Substances 0.000 claims abstract description 7
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims abstract description 4
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 4
- 108700003861 Dominant Genes Proteins 0.000 abstract 1
- 238000003752 polymerase chain reaction Methods 0.000 description 7
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 5
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 5
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 244000052769 pathogen Species 0.000 description 3
- 238000007894 restriction fragment length polymorphism technique Methods 0.000 description 3
- 241001647031 Avena sterilis Species 0.000 description 2
- 241001123561 Puccinia coronata Species 0.000 description 2
- 102100023706 Steroid receptor RNA activator 1 Human genes 0.000 description 2
- 101710187693 Steroid receptor RNA activator 1 Proteins 0.000 description 2
- 238000009395 breeding Methods 0.000 description 2
- 230000001488 breeding effect Effects 0.000 description 2
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 2
- 238000001962 electrophoresis Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000001717 pathogenic effect Effects 0.000 description 2
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- OSBLTNPMIGYQGY-UHFFFAOYSA-N 2-amino-2-(hydroxymethyl)propane-1,3-diol;2-[2-[bis(carboxymethyl)amino]ethyl-(carboxymethyl)amino]acetic acid;boric acid Chemical compound OB(O)O.OCC(N)(CO)CO.OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O OSBLTNPMIGYQGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QKNYBSVHEMOAJP-UHFFFAOYSA-N 2-amino-2-(hydroxymethyl)propane-1,3-diol;hydron;chloride Chemical compound Cl.OCC(N)(CO)CO QKNYBSVHEMOAJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000004535 Avena sterilis Nutrition 0.000 description 1
- 244000025254 Cannabis sativa Species 0.000 description 1
- 230000004544 DNA amplification Effects 0.000 description 1
- 241000221785 Erysiphales Species 0.000 description 1
- 201000005569 Gout Diseases 0.000 description 1
- 208000031888 Mycoses Diseases 0.000 description 1
- 241001144479 Puccinia coronata var. avenae f. sp. avenae Species 0.000 description 1
- 241000221535 Pucciniales Species 0.000 description 1
- 101150057615 Syn gene Proteins 0.000 description 1
- 239000008051 TBE buffer Substances 0.000 description 1
- 101710136739 Teichoic acid poly(glycerol phosphate) polymerase Proteins 0.000 description 1
- 239000011543 agarose gel Substances 0.000 description 1
- 208000029094 autosomal recessive cerebellar ataxia - epilepsy - intellectual disability syndrome due to TUD deficiency Diseases 0.000 description 1
- 208000015992 autosomal recessive spinocerebellar ataxia 23 Diseases 0.000 description 1
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 1
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 1
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 description 1
- 230000024346 drought recovery Effects 0.000 description 1
- 230000002922 epistatic effect Effects 0.000 description 1
- ZMMJGEGLRURXTF-UHFFFAOYSA-N ethidium bromide Chemical compound [Br-].C12=CC(N)=CC=C2C2=CC=C(N)C=C2[N+](CC)=C1C1=CC=CC=C1 ZMMJGEGLRURXTF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960005542 ethidium bromide Drugs 0.000 description 1
- 238000009313 farming Methods 0.000 description 1
- 244000037666 field crops Species 0.000 description 1
- 239000000417 fungicide Substances 0.000 description 1
- 230000002068 genetic effect Effects 0.000 description 1
- 238000003306 harvesting Methods 0.000 description 1
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 1
- 208000015181 infectious disease Diseases 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000004807 localization Effects 0.000 description 1
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000003147 molecular marker Substances 0.000 description 1
- 244000045947 parasite Species 0.000 description 1
- 230000007170 pathology Effects 0.000 description 1
- 230000000243 photosynthetic effect Effects 0.000 description 1
- 238000003976 plant breeding Methods 0.000 description 1
- 230000008121 plant development Effects 0.000 description 1
- 230000008635 plant growth Effects 0.000 description 1
- 239000004476 plant protection product Substances 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 239000010902 straw Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000001018 virulence Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
Abstract
Przedmiotem zgłoszenia jest para oligonukleotydowych starterów do wykrywania allelu dominującego genu odporności na rdzę koronową Pc39 w roślinach owsa o sekwencjach nr 1 i 2 przedstawionych na liście sekwencji. Zgłoszenie obejmuje ponadto, sposób identyfikacji allelu dominującego genu odporności na rdzę koronową Pc39 w roślinach owsa, w którym polimorficzny fragment DNA sprzężony z badanym genem amplifikowany jest w reakcji PCR z zastosowaniem pary starterów, po czym dokonuje się detekcji produktu amplifikacji, a parę starterów stanowi para oligonukleotydowych starterów o sekwencjach nr 1 i 2 przedstawionych na liście sekwencji, przy czym stosuje się marker SRAP-SCAR_23-14. W wyniku PCR amplifikowany jest fragment DNA o długości 915 par zasad o sekwencji nr 3 przedstawionej na liście sekwencji.The subject of the application is a pair of oligonucleotide primers for detecting the dominant allele of the crown rust resistance gene Pc39 in oat plants with sequences no. 1 and 2 presented in the sequence list. The application also includes a method for identifying the allele of the dominant gene for resistance to crown rust Pc39 in oat plants, in which a polymorphic DNA fragment linked to the tested gene is amplified in a PCR reaction using a pair of primers, after which the amplification product is detected, and the pair of primers is a pair oligonucleotide primers with sequence numbers 1 and 2 shown in the sequence list, using the marker SRAP-SCAR_23-14. As a result of PCR, a DNA fragment with a length of 915 base pairs with sequence number 3 presented in the sequence list is amplified.
Description
Opis wynalazkuDescription of the invention
Przedmiotem wynalazku jest para oligonukleotydowych starterów inicjujących amplifikację markera molekularnego pozwalającego na wykrycie obecności allelu dominującego genu odporności na rdzę koronową Pc39 w genomie owsa zwyczajnego (Avena sativa L.) oraz sposób detekcji tego markera w łańcuchowej reakcji polimerazy (PCR).The subject of the invention is a pair of oligonucleotide primers initiating the amplification of a molecular marker that allows to detect the presence of the dominant corona rust resistance gene Pc39 in the genome of oat (Avena sativa L.) and a method of detecting this marker in the polymerase chain reaction (PCR).
Rdza koronowa to obok mączniaka prawdziwego najpowszechniej występująca choroba grzybowa owsa, występująca w każdym rejonie jego uprawy (Chong J. 2003. Disease of Oat. W: Bailey K., Gossen B., Gugel R., Morrall R. (Red.), Diseases of Field Crops. The Canadian Phytotpathological Society, ss. 74-88). Powodowana jest przez Puccicnia coronata Cda. f. sp. avenae P. Syd. & Syd., patogen należący do rzędu Uredinales, gromady Basidiomycotina. Jest to obligatoryjny, makrocykliczny pasożyt dwudomowy atakujący wiele gatunków traw, ale nie porażający innych poza owsem gatunków zbóż (Agros G., 2004. Plant Pathology, 5th ed. Elsevier, London, UK). Infekuje głównie liście i zaburza transport produktów fotosyntezy do rosnącego ziarna znacząco obniżając jego jakość. Porażone rośliny rozwijają zredukowany system korzeniowy, co osłabia ich tolerancję na suszę (Simons M.D., 1985. Crown rust. W: Roelfs A.P, Bushnel W.R. (Red.), The cereal rust Vol. 2 Diseases, Distribution, Epidemiology, and Control. Academic Press, Orlando, ss. 131-172). Choroba obniża również jakość słomy, co potęguje wylęganie roślin, które uniemożliwia efektywną wegetację, utrudnia zbiory i wzmaga podatność na atak innych patogenów.Crown rust is, next to powdery mildew, the most common fungal disease of oats, occurring in each area of its cultivation (Chong J. 2003. Disease of Oat. In: Bailey K., Gossen B., Gugel R., Morrall R. (Ed.), Diseases of Field Crops. The Canadian Phytotpathological Society, pp. 74-88). It is caused by Puccicnia coronata Cda. f. sp. avenae P. Syd. & Syd., A pathogen belonging to the order Uredinales, class Basidiomycotina. It is a compulsory macrocyclic two-home parasite that attacks many grass species but does not infect other cereal species other than oats (Agros G., 2004. Plant Pathology, 5th ed. Elsevier, London, UK). It mainly infects leaves and disrupts the transport of photosynthetic products to the growing grain, significantly reducing its quality. Infested plants develop a reduced root system which impairs their drought tolerance (Simons MD, 1985. Crown rust. In: Roelfs AP, Bushnel WR (Ed.), The cereal rust Vol. 2 Diseases, Distribution, Epidemiology, and Control. Academic Press, Orlando, pp. 131-172). The disease also reduces straw quality, which increases the incubation of plants, prevents effective vegetation, hinders harvesting and increases susceptibility to attack by other pathogens.
Stosowanie fungicydów jest najprostszą metodą walki z tą chorobą, jednak chemiczne środki ochrony roślin stanowią poważne zagrożenie dla środowiska naturalnego, a ich wysokie koszty w porównaniu z ceną ziarna owsa czynią ten zabieg nieopłacalnym. Pożądaną alternatywą jest genetycznie dziedziczona odporność, która sprzyja uzyskaniu wysokiego i stabilnego plonu, a także podnosi wartość ekologiczną rośliny, przez co jest obecnie jednym z ważniejszych celów hodowlanych owsa.The use of fungicides is the simplest method of fighting this disease, but chemical plant protection products pose a serious threat to the environment, and their high costs compared to the price of oat grains make this treatment unprofitable. A desirable alternative is genetically inherited resistance, which promotes high and stable yields and increases the ecological value of the plant, making it one of the most important breeding goals for oats today.
Odporność na określoną rasę rdzy koronowej jest zazwyczaj cechą dominującą warunkowaną monogenicznie, specyficzną w stosunku do rasy patogenu. Dotychczas opisano ponad 100 genów odporności na różne rasy fizjologiczne P. coronata, w tym również gen Pc39 zidentyfikowany w dzikim gatunku Avena sterilis (Fleischmann G., McKenzie R.I.H., 1968. Inheritance of crown rust resistance in Avena sterilis. Crop Sci. 8, 710-713) i przez lata skutecznie wykorzystywany w hodowli owsa jako pojedynczy gen w odmianie (McKenzie R.I.H., Martens J.W., Brown P.D., Harder, E., Nielsen J., Boughten G.R., 1981. Registration of Fidler oats. Crop Sci. 623) lub w połączeniu z genami Pc38 (McMullen M.S., Patterson F.L., 1992. Oat cultivar development in the USA and Canada. Agron.), czy Pc68 (Brown P.D., Duguid S.D., Haber S., Chong J., Harder D.E., Menzies J., Noll J.S., McKenzie R.I.H., 2001. AC Assiniboia oat. Can. J. Plant Sci. 81, 77-79). Wykazano, że gen Pc39 jest nadal wysoce efektywny w polskich warunkach (Sowa S., Paczos-Grzęda E. 2017. Puccinia coronata f.sp. avenae virulence in South Eastern Poland. Folia Pomer. Univ. Technol. Stetin., Agric., Aliment., Pisc., Zootech. w druku).Race-specific corona rust resistance is usually a monogenic predominant trait, specific to the race of the pathogen. More than 100 genes for resistance to different physiological races of P. coronata have been described so far, including the Pc39 gene identified in the wild species Avena sterilis (Fleischmann G., McKenzie RIH, 1968. Inheritance of crown rust resistance in Avena sterilis. Crop Sci. 8, 710 -713) and successfully used over the years in oat farming as a single gene in a variety (McKenzie RIH, Martens JW, Brown PD, Harder, E., Nielsen J., Boughten GR, 1981. Registration of Fidler oats. Crop Sci. 623) or in combination with the Pc38 genes (McMullen MS, Patterson FL, 1992. Oat cultivar development in the USA and Canada. Agron.), or Pc68 (Brown PD, Duguid SD, Haber S., Chong J., Harder DE, Menzies J ., Noll JS, McKenzie RIH, 2001. AC Assiniboia, Inc. Can. J. Plant Sci. 81, 77-79). It has been shown that the Pc39 gene is still highly effective in Polish conditions (Sowa S., Paczos-Grząa E. 2017. Puccinia coronata f.sp. avenae virulence in South Eastern Poland. Folia Pomer. Univ. Technol. Stetin., Agric., Aliment., Pisc., Zootech. In press).
Identyfikacja tego genu, podobnie jak innych genów odporności, w oparciu o obserwację fenotypu jest trudna i czasochłonna, a często wręcz niemożliwa, ze względu na brak izolatów P. coronata o odpowiednich profilach porażenia, czy epistatyczne właściwości niektórych genów z nim współdziałających. Jedyny marker dla genu Pc39 opracowali Wight i in. (Wight C.P., ODonoughue L.S., Chong J., Tinker N.A., Molnar S.J., ODonoughue L.S., Chong J., Tinker N. a., Molnar S.J., 2004. Discovery, localization, and sequence characterization of molecular markers for the crown rust resistance genes Pc38, Pc39, and Pc48 in cultivated oat (Avena sativa L.). Mol. Breed. 14, 349-361). Autorzy obserwowali konegregację markera RFLP cdo666 z genem Pc39 w populacji ‘Pendek-39’ x ‘Pendek-48’, zaś analiza sprzężeń przeprowadzona dla tego markera w populacji ‘OT328’ x ‘Dumont’ wykazała jego położenie w odległości 6cM od badanego genu. Niestety autorzy stwierdzili, że marker cdo666 występował również w innych populacjach, nie posiadających Pc39, w związku z czym nie polecają jego wykorzystania do selekcji w hodowli odpornościowej. Ponadto identyfikacja obecności markera cdo666 odbywa się przy udziale RFLP - jednego z najstarszych systemów markerowych, bardzo praco- i czasochłonnego, a także wymagającego bardzo dużej ilości, bardzo dobrej jakości DNA. Ten system markerowy nie jest wykorzystywany do analiz na szeroką skalę z uwagi na brak możliwości jego automatyzacji i zwiększenia przepustowości (Tanksley S.D., Young N.D., Paterson A.H, Bonierbale, M.W., 1989. RFLP mapping in plant breeding: new tools for an old science. Nat. Biotechnol. 7, 257-264).Identification of this gene, like other resistance genes, based on the observation of the phenotype is difficult and time-consuming, and often even impossible, due to the lack of P. coronata isolates with appropriate infection profiles, or the epistatic properties of some genes interacting with it. The sole marker for the Pc39 gene was developed by Wight et al. (Wight CP, ODonoughue LS, Chong J., Tinker NA, Molnar SJ, ODonoughue LS, Chong J., Tinker N. a., Molnar SJ, 2004. Discovery, localization, and sequence characterization of molecular markers for the crown rust resistance genes Pc38, Pc39, and Pc48 in cultivated oat (Avena sativa L.). Mol. Breed. 14, 349-361). The authors observed the association of the RFLP marker cdo666 with the Pc39 gene in the 'Pendek-39' x 'Pendek-48' population, and the linkage analysis performed for this marker in the 'OT328' x 'Dumont' population showed its location at a distance of 6cM from the studied gene. Unfortunately, the authors concluded that the marker cdo666 was also present in other populations lacking Pc39, and therefore they do not recommend its use for selection in resistance breeding. Moreover, the identification of the presence of the cdo666 marker is carried out with the use of RFLP - one of the oldest marker systems, very laborious and time-consuming, as well as requiring a very large amount of very good quality DNA. This marker system is not used for large-scale analyzes due to its inability to automate and increase its throughput (Tanksley SD, Young ND, Paterson AH, Bonierbale, MW, 1989. RFLP mapping in plant breeding: new tools for an old science. Nat. Biotechnol. 7, 257-264).
Celem wynalazku było znalezienie takiej pary oligonukleotydów, które umożliwiłyby identyfikację allelu dominującego genu Pc39 warunkującego odporność roślin owsa na rdzę koronową zarówno w stadium siewki, jak i rośliny dorosłej.The aim of the invention was to find such a pair of oligonucleotides which would enable the identification of the allele of the dominant Pc39 gene which determines the resistance of oat plants to corona rust in both seedling and adult stages.
PL 233 478 Β1PL 233 478 Β1
Przedmiot wynalazku stanowi para oligonukleotydowych starterów do wykrywania allelu dominującego genu Pc39 w roślinach owsa o sekwencjach:The subject of the invention is a pair of oligonucleotide primers for detecting the allele of the dominant Pc39 gene in oat plants with the sequences:
Me23.F2 5’ GTCCAAACCGGGATATC 3’ (sekwencja nr 1)Me23.F2 5 'GTCCAAACCGGGATATC 3' (sequence no.1)
Eml4.R2 5’GCGTACGAATTCTTTAC3’ (sekwencja nr 2)Eml4.R2 5'GCGTACGAATTCTTTAC3 '(sequence # 2)
Sposób identyfikacji allelu dominującego genu odporności na rdzę koronową Pc39 w roślinach owsa, w którym to sposobie polimorficzny fragment DNA sprzężony z badanym genem amplifikowany jest w reakcji PCR z zastosowaniem pary starterów, po czym dokonuje się detekcji produktu amplifikacji, charakteryzuje się tym, że parę starterów stanowi para oligonukleotydów o sekwencjach:A method of identifying the dominant Pc39 corona rust resistance gene allele in oat plants, in which the polymorphic DNA fragment linked to the studied gene is amplified by PCR using a pair of primers, followed by detection of the amplification product, characterized in that a pair of primers is a pair of oligonucleotides with the sequences:
Me23.F2 5’ GTCCAAACCGGGATATC 3’Me23.F2 5 'GTCCAAACCGGGATATC 3'
Eml4.R2 5’GCGTACGAATTCTTTAC3’, przy czym stosuje się marker SRAP-SCAR 23-14, przedstawiony na Fig. 1, o długości 915 pz związany z obecnością allelu dominującego genu Pc39 w roślinach owsa (sekwencja nr 3).Eml4.R2 5'GCGTACGAATTCTTTAC3 'using the marker SRAP-SCAR 23-14 shown in Fig. 1, 915 bp long associated with the presence of the dominant Pc39 gene allele in oat plants (sequence # 3).
Fig. 1 przedstawia produkty SRAP-PCR uzyskane w wyniku amplifikacji DNA roślin pokolenia F2 populacji ‘Cele’ x STH9210 po włączeniu do reakcji pary starterów Me23.F2+Em14.R2 M - marker wielkości GeneRulerTM 100 bp Plus DNA Ladder; Celer, STH9210 - formy rodzicielskie badanej populacji;Fig. 1 shows the SRAP-PCR products obtained by amplifying DNA of plants of the F2 generation of the 'Target' population x STH9210 after including the primer pair Me23.F2 + Em14.R2 M - GeneRulerTM 100 bp Plus DNA Ladder size marker; Celer, STH9210 - parental forms of the studied population;
19-244 - numery roślin populacji ‘Celer’ xSTH9210 opisane pod względem fenotypu:19-244 - plant numbers of the 'Celer' xSTH9210 population described in terms of phenotype:
O - homozygoty odporne;O - resistant homozygotes;
P - homozygoty wrażliwe;P - sensitive homozygotes;
H - heterozygoty.H - heterozygotes.
Strzałką zaznaczono marker SRAP-SCAR23-14 o długości 915 pz.The arrow marks the marker SRAP-SCAR23-14, 915 bp in length.
W pierwszym etapie wytworzono populację mieszańcową ‘Celer’ x STH9210, w której dawcą genu Pc39 jest odmiana ‘Celer’. Następnie za pomocą testu fizjologicznego zidentyfikowano 40 roślin homozygotycznych Pc39Pc39 - odpornych oraz 40 roślin Pc39Pc39 - porażonych. Po wyizolowaniu DNA roślin o przeciwstawnych fenotypach połączono je w pule zbiorcze i dokonano amplifikacji w obecności 1072 par starterów SRAP. Produkt różnicujący uzyskano z wykorzystaniem pary starterów SRAP Me23+Em14. Produkt poddano sekwencjonowaniu, a następnie zaprojektowano startery specyficzne:In the first stage, the 'Celer' x STH9210 hybrid population was created, in which the 'Celer' variety is the donor of the Pc39 gene. Then, 40 Pc39Pc39 homozygous resistant plants and 40 Pc39Pc39 infected plants were identified by means of a physiological test. After isolating the DNA of plants with opposing phenotypes, they were pooled and amplified in the presence of 1072 SRAP primer pairs. The differentiation product was obtained using a pair of SRAP Me23 + Em14 primers. The product was sequenced and then specific primers were designed:
Me23,F2 5’ GTCCAAACCGGGATATC 3’Me23, F2 5 'GTCCAAACCGGGATATC 3'
Eml4.R2 5’GCGTACGAATTCTTTAC3’Eml4.R2 5'GCGTACGAATTCTTTAC3 '
Z udziałem oligonukleotydowych starterów Me23.F2 i Em14.R2 uzyskano kodominujący marker SRAP-SCAR 23-14 (Fig. 1), który w prosty i szybki sposób identyfikuje rośliny owsa posiadające allel dominujący genu Pc39. Marker SRAP-SCAR_23-14 będący przedmiotem niniejszego zgłoszenia patentowego został opracowany w oparciu o wyniki analizy segregacji produktu SRAP-SCAR 23-14 o masie 915 pz, wykazywał sprzężenie genetyczne 0,4 cM z locus genu Pc39, ma charakter specyficzny, bazuje na reakcji PCR oraz generuje łatwe w interpretacji i powtarzalne wyniki umożliwiając jego zastosowanie w selekcji wspomaganej markerami.Using the oligonucleotide primers Me23.F2 and Em14.R2, the codominant marker SRAP-SCAR 23-14 was obtained (Fig. 1), which easily and quickly identifies oat plants having the dominant allele of the Pc39 gene. The SRAP-SCAR_23-14 marker, which is the subject of this patent application, was developed based on the results of the segregation analysis of the SRAP-SCAR 23-14 product with a mass of 915 bp, it showed a genetic linkage of 0.4 cM with the Pc39 gene locus, it is specific, based on the reaction PCR and generates easy to interpret and reproducible results enabling its use in marker assisted selection.
Przeprowadzone badania markera SRAP-SCAR 23-14 wykazały, że jest on znacznikiem allelu dominującego genu Pc39 w owsie zwyczajnym.The studies of the SRAP-SCAR 23-14 marker showed that it is a marker of the allele of the dominant Pc39 gene in common oat.
Zastosowanie markera SRAP-SCAR 23-14 może być przydatne do identyfikacji genu Pc39 obecnego w materiałach hodowlanych owsa. Podstawową zaletą opracowanego systemu identyfikacji jest możliwość analizy roślin w bardzo wczesnym stadium rozwojowym, a wynik uzyskiwany jest w krótkim czasie i jest niezależny od warunków środowiska wzrostu i rozwoju rośliny.The use of the marker SRAP-SCAR 23-14 may be useful for the identification of the Pc39 gene present in oat culture materials. The main advantage of the developed identification system is the possibility to analyze plants at a very early stage of development, and the result is obtained in a short time and is independent of the conditions of the plant growth and development environment.
PL 233 478 Β1PL 233 478 Β1
Sposób identyfikacji markera SRAP-SCAR_23-14Identification method of the SRAP-SCAR_23-14 marker
Materiał:Material:
DNA izolowane z liści owsa przy wykorzystaniu komercyjnie dostępnych zestawów.DNA isolated from oat leaves using commercially available kits.
Sekwencje starterów:Primer sequences:
Me23.F2 5’ GTCCAAACCGGGATATC 3’Me23.F2 5 'GTCCAAACCGGGATATC 3'
Eml4.R2 5’ GCGTACGAATTCTTTAC 3’Eml4.R2 5 'GCGTACGAATTCTTTAC 3'
Startery projektowano przy użyciu programu Primer 3.0.The primers were designed using Primer 3.0.
Warunki amplifikacji DNADNA amplification conditions
Reakcję PCR przeprowadzono w termocyklerach: Biometra T1 (Biometra) lub Biometra Proffesional (Biometra).The PCR reaction was performed in thermocyclers: Biometra T1 (Biometra) or Biometra Proffesional (Biometra).
Profil termiczny reakcji PCR: 95°C - 3 min, 37 cykli (94°C - 30 s, 55°C - 30 s, 72°C - 1 min), 72°C-7 min.Thermal profile of PCR reaction: 95 ° C - 3 min, 37 cycles (94 ° C - 30 sec, 55 ° C - 30 sec, 72 ° C - 1 min), 72 ° C-7 min.
Identyfikacja markera SRAP-SCAR_23-14:Marker identification SRAP-SCAR_23-14:
Elektroforeza na 1,5% żelu agarozowym zawierającym 0,5 gg/ml bromku etydyny w buforze TBE (pH 8,0) przy napięciu 100 V przez 2 godziny. Jako wzorzec długości fragmentów DNA użyto GeneRuler™ 100 bpDNA Ladder (Fermentas). Wizualizacji markera dokonano wykorzystując system DigiGeminus (Syngene).Electrophoresis on a 1.5% agarose gel containing 0.5 g / ml ethidium bromide in TBE buffer (pH 8.0) at 100 V for 2 hours. A GeneRuler ™ 100 bpDNA Ladder (Fermentas) was used as the template for the length of the DNA fragments. The marker was visualized using the DigiGeminus (Syngene) system.
Wyniki:Results:
Testowanie markera SRAP-SCAR_23-14 na osobnikach populacji STH9210 x ‘Celer’ wykazało wysoką zgodność segregacji markera z odpornością na rdzę koronową owsa (Wzór 1). Na 141 testowanych roślin ilość niedopasować wyniosła 9, czyli 6,42% niewłaściwie zakwalifikowanych genotypów na podstawie detekcji markera SRAP-SCAR_23-14. Na elektroforegramie przedstawiono amplifikowane fragmenty DNA po włączeniu do analizy pary starterów Me23.F2 i Em14.R2, świadczące o obecności w badanych genotypach allelu dominującego genu Pc39.Testing the marker SRAP-SCAR_23-14 on individuals of the STH9210 x 'Celer' population showed a high agreement of the marker segregation with resistance to oat corona rust (Formula 1). Out of 141 plants tested, the number of mismatches was 9, i.e. 6.42% of incorrectly qualified genotypes based on the detection of the SRAP-SCAR_23-14 marker. The electrophoregram shows the amplified DNA fragments after including the pair of primers Me23.F2 and Em14.R2 in the analysis, which proves the presence of the dominant Pc39 gene in the genotypes studied.
PL 233 478 Β1PL 233 478 Β1
LISTA SEKWENCJISEQUENCE LIST
Sekwencja nr 1Sequence number 1
5’ GTCCAAACCGGGATATC 3’5 'GTCCAAACCGGGATATC 3'
Sekwencja nr 2Sequence number 2
5’ GCGTACGAATTCTTTAC 3’5 'GCGTACGAATTCTTTAC 3'
Sekwencja nr 3Sequence number 3
5’TTATGTCCAAACCGGGATATCTCAAAACATTTCSGTMCATSCCGGGG5'TTATGTCCAAACCGGGATATCTCAAAACATTTCSGTMCATSCCGGGG
TAAAAAAGGACAAAATGTCTGCCGAATCGGTAGGAAGTGGGTCCGGTTTGTAAAAAAGGACAAAATGTCTGCCGAATCGGTAGGAAGTGGGTCCGGTTTG
TACTACAGGTACATGATCTAACGCCCGTGATTTTTTGAAAAAAAACATTTTTTACTACAGGTACATGATCTAACGCCCGTGATTTTTTGAAAAAAAACATTTTT
AGACTCACAATATGTGGTTTCTTCAGAGATCCAATGCAAGTTCTAATGATGAGACTCACAATATGTGGTTTCTTCAGAGATCCAATGCAAGTTCTAATGATG
CTCGTCCCCTATCTTCATGCACGCCGGTTCGACCTTAGTTCGAAAAGGGAACTCGTCCCCTATCTTCATGCACGCCGGTTCGACCTTAGTTCGAAAAGGGAA
AAATTCAAAGCAGGCATAAGATATTCAAAAAAGTTCGAACAATGTAAATCAAATTCAAAGCAGGCATAAGATATTCAAAAAAGTTCGAACAATGTAAATC
CTTCGTGTGGTGTCATATTATGTGACATAGTTGCAAGGAAAAATGCCAGACCTTCGTGTGGTGTCATATTATGTGACATAGTTGCAAGGAAAAATGCCAGAC
TTGGTATATTGATCATCTCTCGAAAAAACCTTCACAAAATGACCTGTCATGTTTGGTATATTGATCATCTCTCGAAAAAACCTTCACAAAATGACCTGTCATGT
TCGAGGTTTCATGGCTTTCGGTCAAATGACCAATGTTATGTGCTGAATCGCTCGAGGTTTCATGGCTTTCGGTCAAATGACCAATGTTATGTGCTGAATCGC
GGCATAGTTTATGATATTGTGCCCATATTATGCATGTATGTGGAAATTGGGATGGCATAGTTTATGATATTGTGCCCATATTATGCATGTATGTGGAAATTGGGAT
GGAGCACAATGTTGCAGGAGGAAGTTTTCCTTTTCGTTACACGGAAAAGCGGAGCACAATGTTGCAGGAGGAAGTTTTCCTTTTCGTTACACGGAAAAGC
CATTTTCCATTTTCCGAGCGCAAAAAACGGGTCGTTTTGTAAAGCAACCACATTTTCCATTTTCCGAGCGCAAAAAACGGGTCGTTTTGTAAAGCAACCA
CCAAAATGCTGTTTCAGAATGCTACCGTCCCATTTTTCTAAAATACTAGACCCCAAAATGCTGTTTCAGAATGCTACCGTCCCATTTTTCTAAAATACTAGACC
ACCTTACATGGACTATCGTCCAAACCGGGATATCTCAAACTTTTCCGTCCATACCTTACATGGACTATCGTCCAAACCGGGATATCTCAAACTTTTCCGTCCAT
CCCAGGTAAAAAGGATAAATTTCTACCGAATCAGTAGGAAGTAGGGTTTGTCCCAGGTAAAAAGGATAAATTTCTACCGAATCAGTAGGAAGTAGGGTTTGT
ACTACAGATACGATGATCTAACGCCCGTGATTTTTTGAAAAAATCATTTTTAACTACAGATACGATGATCTAACGCCCGTGATTTTTTGAAAAAATCATTTTTA
GACTCGCAATATGTGGATTCTTTAGAGATCCAATGCAAGTTCTAAATAAGAGACTCGCAATATGTGGATTCTTTAGAGATCCAATGCAAGTTCTAAATAAGA
AATAAGCCCATTTAGTCCCGGTTGGTAAAGAATTCGTACGCAGTCATAA3’AATAAGCCCATTTAGTCCCGGTTGGTAAAGAATTCGTACGCAGTCATAA3 '
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL422537A PL233478B1 (en) | 2017-08-11 | 2017-08-11 | A pair of starter oligonucleotides for detecting, and the method for detecting of the dominant allele of immunity gene to crown rust Pc39 in the plants of common oat (Avena sativa L.) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL422537A PL233478B1 (en) | 2017-08-11 | 2017-08-11 | A pair of starter oligonucleotides for detecting, and the method for detecting of the dominant allele of immunity gene to crown rust Pc39 in the plants of common oat (Avena sativa L.) |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL422537A1 PL422537A1 (en) | 2019-02-25 |
| PL233478B1 true PL233478B1 (en) | 2019-10-31 |
Family
ID=65431180
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL422537A PL233478B1 (en) | 2017-08-11 | 2017-08-11 | A pair of starter oligonucleotides for detecting, and the method for detecting of the dominant allele of immunity gene to crown rust Pc39 in the plants of common oat (Avena sativa L.) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL233478B1 (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| PL245142B1 (en) * | 2022-04-13 | 2024-05-20 | Univ Przyrodniczy W Lublinie | Pair of oligonucleotide primers for the detection and method of detecting the allele of the dominant crown rust resistance gene from the subline of the hybrid form A. sterilis PI 296244 x A. sativa TAM-O-312 in oat plants (Avena sativa L.) |
| PL245141B1 (en) * | 2022-04-13 | 2024-05-20 | Univ Przyrodniczy W Lublinie | Pair of oligonucleotide primers for the detection and method of detecting the allele of the dominant crown rust resistance gene from the subline of the hybrid form A. sterilis PI 296244 x A. sativa TAM-O-312 in oat plants (Avena sativa L.) |
| PL245140B1 (en) * | 2022-04-13 | 2024-05-20 | Univ Przyrodniczy W Lublinie | Pair of oligonucleotide primers for the detection and method of detecting the allele of the dominant crown rust resistance gene from the subline of the hybrid form A. sterilis PI 296244 x A. sativa TAM-O-312 in oat plants (Avena sativa L.) |
-
2017
- 2017-08-11 PL PL422537A patent/PL233478B1/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL422537A1 (en) | 2019-02-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP7279004B2 (en) | Compositions and methods for peronospora resistance in spinach | |
| KR102329743B1 (en) | Methods and compositions for peronospora resistance in spinach | |
| Srivastava et al. | Genetic diversity analysis in different varieties of black gram using RAPD markers | |
| Dikshit et al. | Tagging and mapping of SSR marker for rust resistance gene in lentil (Lens culinaris Medikus subsp. culinaris) | |
| US20230270068A1 (en) | Brassica oleracea plants with downy mildew resistant curds or heads | |
| JP5587789B2 (en) | Markers genetically associated with tobamovirus resistance and their use in cucumber | |
| PL233478B1 (en) | A pair of starter oligonucleotides for detecting, and the method for detecting of the dominant allele of immunity gene to crown rust Pc39 in the plants of common oat (Avena sativa L.) | |
| PL233476B1 (en) | Two pairs of starter oligonucleotides for detecting the presence of alleles of the dominating or recessive immunity gene to crown rust Pc39 in the genome of common oat (Avena sativa L.), combination of two starter pairs and method for detecting of the of gene Pc39 alleles system | |
| PL233477B1 (en) | A pair of starter oligonucleotides for detecting, and the method for detecting of the recessive allele of immunity gene Pc39 to crown rust in the plants of common oat (Avena sativa L.) | |
| US20160319300A1 (en) | Isolated nucleotide sequence from solanum lycopersicum for improved resistance to tomato spotted wilt virus, tswv. | |
| KR20220007592A (en) | Powdery Mildew Resistant Capsicum Plants | |
| Anjum et al. | Mapping of Mungbean Yellow Mosaic India Virus (MYMIV) and powdery mildew resistant gene in black gram [Vigna mungo (L.) Hepper] | |
| KR102680459B1 (en) | Tomato plants with improved disease resistance | |
| Maisuria et al. | Validation of molecular markers linked to Fusarium wilt resistance in Chickpea genotypes | |
| Shoba et al. | Identification of quantitative trait loci (QTL) for late leaf spot disease resistance in groundnut (Arachis hypogaea L.) | |
| Taoutaou et al. | Development of a molecular marker for the resistance gene R11 of potato to late blight. | |
| EP3598898A1 (en) | Heterorhabditis bacteriophora with enhanced shelf life | |
| Ali et al. | Using Gamma Rays for Genetic Improvement of Rice Resistance to Blast Disease | |
| US10982293B2 (en) | Methods for improving plant resistance to soybean cyst nematode and compositions thereof | |
| Thakare et al. | Molecular tagging of pod shattering tolerance trait in soybean [Glycine max (L.) Merrill] genotype MACS-450. | |
| Barakat et al. | Molecular mapping of QTLs for resistance to northern corn leaf blight in maize | |
| Badr et al. | Genetic diversity in white clover and its progenitors as revealed by DNA fingerprinting | |
| US20150106975A1 (en) | Molecular Markers Associated with Aphid Resistance in Soybean | |
| US20240344079A1 (en) | Methods and compositions for peronospora resistance in spinach | |
| PL244888B1 (en) | Pair of oligonucleotide primers for the detection and method of detecting the allele of the dominant crown rust resistance gene from the subline of the hybrid form A. sterilis PI 296244 x A. sativa TAM-O-312 in oat plants (Avena sativa L.) |